開灤始建于1878年，距今已有140多年歷史。從開灤舊生產(chǎn)礦井保留下來的 一些老式測量儀器和礦圖來看，開礦以來就有測繪工作，只是沒有詳細(xì)歷史記載。1937年開灤礦務(wù)總局土木工程部在唐山成立了測量處，開始制訂礦區(qū)測量規(guī)劃；1952年政府代管開灤后，進(jìn)行了英制地形圖改為公制地形圖的改造工作；1958年根據(jù)《生產(chǎn)礦井測量規(guī)程》的要求，結(jié)合開灤煤礦的實(shí)際，開始進(jìn)行改系工作；1963 年底，在完成改系的基礎(chǔ)上，組織了礦區(qū)井上下測量控制網(wǎng)的布設(shè)和完善工作；1976年唐山大地震后，開灤礦區(qū)整個(gè)井上下測量控制網(wǎng)遭到了嚴(yán)重破壞，陜西測繪局于1977年底幫助開灤煤礦重建礦區(qū)三角網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)；震后的四十多年中，開灤積極引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備，加快了礦山測量工作的發(fā)展，如地測地理信息系統(tǒng)、航測、三維激光掃描系統(tǒng)、“3S” 等技術(shù)在開灤也得到了廣泛的應(yīng)用。

控制測量

唐山礦井上下關(guān)系對(duì)照?qǐng)D局部

開灤從建礦開始就有測繪工作。各礦均有測繪人員。這個(gè)時(shí)期，有些圖紙資料不系統(tǒng)、不完整、精度也差，各礦測量獨(dú)立作業(yè)，互不聯(lián)系，各具系統(tǒng)。20世紀(jì)30年代中期以前，以唐山礦大煙囪為假定座標(biāo)系。1935年為辦理開灤采礦執(zhí)照，由新成立的土木工程處測繪了各礦邊界線，繪制了礦區(qū)三角網(wǎng)測量總圖。

1937年礦區(qū)辦公大樓建成后，以五層樓頂瞭望臺(tái)為座標(biāo)基點(diǎn)和大沽口高程系進(jìn)行測量。從此制訂礦區(qū)測量規(guī)劃，依據(jù)規(guī)劃實(shí)施測量，開始有了較系統(tǒng)較完整的統(tǒng)一測繪資料。1938年12月至1940年4月，在礦區(qū)450km2面積上施測三角網(wǎng)，共設(shè)立81個(gè)測點(diǎn)、100個(gè)基點(diǎn)；繪制了較系統(tǒng)的礦區(qū)地形圖，礦區(qū)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一控制；確定了井上下相互位置，防止采掘工程上發(fā)生互相穿透的現(xiàn)象。

1952年國家代管開灤后，對(duì)測繪工作進(jìn)行了改革。即變英制舊礦圖為公制圖（繪圖比例尺由1/2400改為1/2000 )，繪制新礦圖，逐步將測繪基礎(chǔ)與資料納入國家標(biāo)準(zhǔn)系列；按照測繪標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程建立健全管理制度；不斷改進(jìn)測繪技術(shù)和測繪儀器，并開展了地表及巖層移動(dòng)觀測研究，以適應(yīng)煤礦生產(chǎn)建設(shè)的需要。

1956年，按照國務(wù)院關(guān)于長期保護(hù)測量標(biāo)志的命令，對(duì)唐山市區(qū)和灤縣、豐潤縣境內(nèi)的測量標(biāo)志全面進(jìn)行了調(diào)查，對(duì)毀壞的標(biāo)志進(jìn)行了補(bǔ)設(shè)，并與各標(biāo)志所在鄉(xiāng)街政府辦理了委托保管手續(xù)。

在施測地面礦區(qū)地形圖的同時(shí)，開灤礦區(qū)于1938年采用豎井鋼絲定向和短鋼尺導(dǎo)入標(biāo)高的方法進(jìn)行礦井聯(lián)系測量，建立了井下基本控制測量系統(tǒng)。1954年8月至1955年底，各礦井下控制基礎(chǔ)的導(dǎo)線、水準(zhǔn)網(wǎng)基本設(shè)置齊全。

1958年為了進(jìn)行測量改系工作。對(duì)1940年測量網(wǎng)精度進(jìn)行了分析。是年，根據(jù)煤炭部關(guān)于生產(chǎn)礦井測量規(guī)程的要求，結(jié)合開灤煤礦所處的自然地理?xiàng)l件，制訂了開灤礦區(qū)平面控制設(shè)計(jì)書，提出改造舊測繪基礎(chǔ)，將全部測繪基礎(chǔ)和資料向國家 統(tǒng)一座標(biāo)與高程系過渡，到1961年重建了礦區(qū)地面控制網(wǎng)。在測量控制系統(tǒng)改革的基礎(chǔ)上，各礦都由新系地面控制點(diǎn)聯(lián)測到井下控制網(wǎng)，補(bǔ)測或新建了井下5″或 7″導(dǎo)線及I級(jí)水準(zhǔn)網(wǎng)，建立了新系計(jì)算成果臺(tái)帳。1958年后，大沽高程基準(zhǔn)改為國家1956年黃海高程基準(zhǔn)。

1963年至1975年，先后完成了車軸山、錢家營、荊各莊Ⅲ、Ⅳ等三角網(wǎng)，全 礦區(qū)又新建Ⅲ等點(diǎn) 7 個(gè)，Ⅳ等點(diǎn)67個(gè)。各礦加密了Ⅳ等網(wǎng)，線路總長為 306.6 km。在Ⅲ、Ⅳ等三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上，各礦還加密了5″小三角網(wǎng)和 5″導(dǎo)線網(wǎng)，作為測繪1：2000地形圖的基本控制，線路總長126.1 km。

1976年唐山大地震，礦區(qū)控制網(wǎng)遭到嚴(yán)重破壞。國家測繪局委托陜西測繪局于1977年幫助重建開灤礦區(qū)三角網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)。即確立了中央子午線經(jīng)度為118° 30′ 的1.5°帶高斯克呂格投影平面直角座標(biāo)系統(tǒng)，稱開灤新座標(biāo)系。重新測繪礦區(qū)1 : 2000地形圖，到1985年共實(shí)測520km2，并在礦區(qū)三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上布設(shè)5″小三角網(wǎng)13個(gè)共計(jì)123點(diǎn)，5″導(dǎo)線網(wǎng)8條，測1384站，路線長390.5km。

同時(shí)，隨著礦井排水、巷道清理工作的進(jìn)行，各礦也開始進(jìn)行井下導(dǎo)線測量和水準(zhǔn)測量，即把新的測量控制系統(tǒng)傳遞到井下，作為震后恢復(fù)礦井生產(chǎn)建設(shè)的測量基礎(chǔ)。各礦由1978年起最遲到1979年全部使用震后新成果。根據(jù)各礦震前震后測量資料分析對(duì)比，井下測量點(diǎn)位的移動(dòng)量與該地面測量點(diǎn)的移動(dòng)量大致相同。到1985年先后共設(shè)井下5″或 7″導(dǎo)線2614站，路線長152.3km。

趙各莊礦8煤層平面圖

1986年—1990年，趙各莊礦東部、東歡坨礦等完成了四等以上測邊網(wǎng)和精密導(dǎo)線測量工作；各礦組織完成了Ⅲ、Ⅳ等水準(zhǔn)測量和5″導(dǎo)線測量工作。1998年—1999年，購置全球定位系統(tǒng)GPS接收機(jī)，完成全礦區(qū)地面Ⅳ等GPS控制網(wǎng)測量，全網(wǎng)共設(shè)102個(gè)控制測量點(diǎn)。2002年，按照河北省測繪局、唐山市國土資源局對(duì)測量標(biāo)志調(diào)查統(tǒng)一部署，組織集團(tuán)公司十個(gè)礦業(yè)公司地測科對(duì)開灤礦區(qū)113個(gè)GPS測量標(biāo)志進(jìn)行普查登記，確定測量標(biāo)志維護(hù)人員。2002—2008年，開灤集團(tuán)公司十個(gè)生產(chǎn)礦井共完成井上控制導(dǎo)線測量550403m；井上水準(zhǔn)測量2329243m。

隨著開灤礦區(qū)（唐山區(qū)域）各礦井生產(chǎn)區(qū)域的不斷擴(kuò)大和井下生產(chǎn)水平的不斷延伸，地表損害日趨嚴(yán)重，特別是對(duì)于礦山測量工作來說，由于地表的移動(dòng)變形，礦區(qū)原有的三、四等三角網(wǎng)（點(diǎn)）遭到破壞，三角點(diǎn)丟失嚴(yán)重，其密度和精度已很難保證礦區(qū)的生產(chǎn)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。因此，2011年開灤集團(tuán)公司與北京南方測繪儀器公司合作，構(gòu)建了主要由兩個(gè)全球衛(wèi)星定位參考站和12個(gè)Ⅳ等GPS點(diǎn)組成開灤礦區(qū)（唐山區(qū)域）地面測量控制網(wǎng)。

開灤地面測量控制網(wǎng)的構(gòu)建，為今后開灤礦區(qū)（唐山區(qū)域）地面控制測量、地形測量、地表沉降觀測、地質(zhì)勘探、突發(fā)事件搶險(xiǎn)救災(zāi)等工作提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和技術(shù)支持，對(duì)礦井安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和長遠(yuǎn)發(fā)展具有極其重要的意義。

地形測量

1977年由國家測繪局委托陜西測繪局為開灤航測1 ：5000地形圖252幅，面積1575km2。

1986年—1990年，各礦組織完成了1：2000 、1：1000 、1：500的礦區(qū)地形圖測量工作。

1991年，為保證東歡坨礦（在建礦井）首采區(qū)及時(shí)投產(chǎn)，縮短礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)間，解決生產(chǎn)規(guī)劃和地面搬遷補(bǔ)償?shù)葐栴}，組織施測了東歡坨礦1：2000 地形圖32km2。

1992年，開灤礦務(wù)局委托西安煤田航測遙感局對(duì)礦區(qū)地形圖進(jìn)行航測工作?？偣こ塘繛椋?：2000成圖1192km2，1：5000成圖1208 km2。同時(shí)，編繪1 ：10000地形圖98幅，1：25000地形圖30幅，1：50000地形圖12幅。此項(xiàng)工程完成后，不但礦區(qū)地形圖得到更新，而且還使全局測繪基礎(chǔ)圖實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、檔案化。

2004年，開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司委托西安煤航現(xiàn)代測繪工程公司對(duì)礦區(qū)地形圖進(jìn)行航測，航測面積1226.51km2，即1:2000地形圖1232幅，1：5000地形333幅，其中紙圖兩套，聚脂薄膜圖一套，共計(jì)4695幅。

“三下”開采與地表監(jiān)測

國家代管開灤煤礦以前，一直沿用德國陶德曼公式確定采煤沉陷波及范圍和保安煤柱的邊界，但這個(gè)公式不能滿足各種地質(zhì)條件下開采煤炭所造成的巖層移動(dòng)情況的需要。1955年煤炭部頒發(fā)“地面建筑物及主要井巷保護(hù)暫行規(guī)程”。由此，開 灤在確定保安煤柱和采煤波及線的計(jì)算中，采用了Ⅱ類Ⅱ型公式。但是，煤炭部規(guī)程中規(guī)定的數(shù)值系依據(jù)蘇聯(lián)煤礦的經(jīng)驗(yàn)而制定的。為切合開灤礦區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)，確定礦區(qū)地表、巖層移動(dòng)規(guī)律，1954年首先在林西礦附近黑鴉子、任家套村建立了地面 觀測站，自1955年至1957年五個(gè)煤礦（包括馬家溝礦）都設(shè)立了觀測站，共12處。到1962年礦區(qū)共建立觀測站26處，先后在北京礦業(yè)學(xué)院、唐山煤炭科研于等單位協(xié)助下，取得一些成果。1976年唐山大地震后，在恢復(fù)礦區(qū)井上下測量控制網(wǎng)的同時(shí)，相應(yīng)地對(duì)地表、巖層移動(dòng)觀測站進(jìn)行了恢復(fù)建立。通過觀測研究，將所得的數(shù)據(jù)加以運(yùn)用，指導(dǎo)生產(chǎn)建設(shè)，收到一定效益。唐山礦通過對(duì)岳各莊觀測站測量資料的分析，移動(dòng)角由原67°改為74°，據(jù)此，對(duì)原留設(shè)的鐵路保護(hù)煤柱進(jìn)行了修改, 僅1985年就增加可采儲(chǔ)量14.5萬噸，為國家增加利潤400-500萬元。

唐山礦8煤層各水平規(guī)劃圖

1991年，完成唐山礦5288開采與東禮尚莊波及地表變形預(yù)計(jì)；完成林西礦、呂家坨礦、范各莊礦高壓輸電線通過塌陷區(qū)的沉降預(yù)計(jì)工作，為線路安全使用提供了科學(xué)數(shù)據(jù)。1993年，對(duì)唐山礦、呂家坨礦、唐家莊礦、荊各莊礦井田范圍內(nèi)出現(xiàn)的地表塌陷坑進(jìn)行實(shí)測。實(shí)測比例尺1：2000, 編繪1：5000塌陷坑地形圖。1994年，半壁店鋼鐵公司與開灤馬家溝礦開采出現(xiàn)矛盾。根據(jù)該礦的開采規(guī)劃，預(yù)計(jì)了半壁店鋼鐵公司區(qū)域1994年—2000年地表變形數(shù)據(jù)，為解決這一矛盾提供了可靠的數(shù)據(jù)和大量的圖紙資料。1995年，為開采京山鐵路煤柱，趙各莊礦、林西礦、嘉盛公司、呂家坨礦、局地測處準(zhǔn)備了圖紙資料，根據(jù)開采規(guī)劃計(jì)算了地表變形值，為指導(dǎo)鐵路煤柱開采打下了基礎(chǔ)。

2004年—2005年，為掌握“條帶開采”條件下地表與巖層移動(dòng)規(guī)律，林西、唐山、錢家營、林南倉、荊各莊、東歡坨等礦業(yè)分公司開展條帶和建下開采工作，并建立相應(yīng)的地表觀測站，定期進(jìn)行觀測和資料分析工作。2006年，唐山礦業(yè)公司鐵三區(qū)條帶首采工作面T3251開始回采，為掌握條帶開采與地表建（構(gòu)）筑物損害關(guān)系和確定地表與巖層移動(dòng)規(guī)律，在地表建立鐵三區(qū)5煤層條帶開采地表觀測站。2007年，錢家營礦業(yè)公司建立十采區(qū)地表觀測站，以確定井下開采與地表建（構(gòu)）筑物損害的關(guān)系；唐山礦業(yè)公司通過對(duì)T1452、T1453的地表觀測站的觀測和資料綜合分析，提出生產(chǎn)設(shè)計(jì)改進(jìn)方案，減少了地表搬遷和鐵路維修費(fèi)用；呂家坨礦業(yè)公司建立三角線和彭塔坨地表觀測站，監(jiān)測陡呂鐵路沿線地表變化及宏運(yùn)煤礦采動(dòng)損害情況。2008年—2009年，唐山礦通過建立鐵三、鐵四區(qū)地表觀測站，對(duì)5、8、9 煤層條帶開采后地表沉陷及建筑物損害進(jìn)行研究。荊各莊礦為確保工廣煤柱首采工作面0091安全開采，布設(shè)了地表觀測站。范各莊礦業(yè)公司為延長礦井服務(wù)年限，提高資源利用率，通過采取地面注漿減沉技術(shù)，進(jìn)行沙河鐵路橋下開采，保證了鐵路橋正 常使用和井下安全開采，共計(jì)采出煤量318225千噸。

2013年，組織建立和完善了充填開采區(qū)域的地表觀測站，以便掌握基于充填開采條件下的地表與巖層沉陷規(guī)律及巖移參數(shù)，確保礦井安全生產(chǎn)。同年，與中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）合作，首次引進(jìn)三維激光掃描測繪技術(shù)，在林南倉礦進(jìn)行礦區(qū)沉陷區(qū)域地表移動(dòng)變形監(jiān)測工作，取得了較好效果。

測繪技術(shù)

林西礦一水平東翼平面圖

隨著煤礦測繪事業(yè)的發(fā)展，測繪技術(shù)及所用儀器設(shè)備也在不斷提高和完善。國家代管開灤初期，各礦測繪工作仍使用以前的英制游標(biāo)經(jīng)緯儀、羅盤儀、日產(chǎn)活鏡式水準(zhǔn)儀等儀器。

進(jìn)入60年代至70年代期間，在采用精度高的經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀的同時(shí)，測量人員對(duì)測量儀器、工具進(jìn)行了技術(shù)革新。林西、唐山礦經(jīng)過研制，60年代就做出了改裝后的坡面經(jīng)緯儀樣機(jī)，1978年工程處又制出一臺(tái)樣機(jī)，并和徐州、北京光學(xué)儀器廠協(xié)作，研制成功定型批量生產(chǎn)。這種坡面經(jīng)緯儀性能穩(wěn)定，操作簡便，提高工作效率2-3倍。唐山礦與唐山煤研所、唐山市無線電二廠合作，研制激光指向儀，1974年作出樣機(jī)，1975年生產(chǎn)出全國第一代防爆型激光指向儀。解決了掘進(jìn)中測量不及時(shí)以及占用生產(chǎn)時(shí)間過長的矛盾，既提高了工效，又保證了中、腰線的精度。70年代末期，唐山、馬家溝礦測繪人員自己動(dòng)手，試制成功硒靜電復(fù)印機(jī)，提高了 繪圖精度和效率。到80年代，開灤先后購置裝配了豎井激光指向儀、陀螺經(jīng)緯儀、光電測距儀、T2經(jīng)緯儀、靜電復(fù)印機(jī)、復(fù)照機(jī)，還配備了PC—1500袖珍計(jì)算器和 計(jì)算機(jī)，用于數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存及平差計(jì)算。

林西礦13煤層西翼平面圖

1989年—2008年，開灤的礦山測繪手段及測繪技術(shù)得到了快速發(fā)展。控制測量及地表巖移監(jiān)測工作采用先進(jìn)的全球定位系統(tǒng)、電子全站儀、電子水準(zhǔn)儀；繪圖工作采用CAD技術(shù)、先進(jìn)寬幅繪圖儀、掃描儀；地測基礎(chǔ)工作引進(jìn)地測地理信息系統(tǒng)，建立完善了地質(zhì)、水文、繪圖、儲(chǔ)量等數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了地測工作標(biāo)準(zhǔn)化、檔案化、網(wǎng)絡(luò)化管理。

2011年，為了確保煤礦實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全型和高產(chǎn)高效礦井的需要，進(jìn)一步提升廣大地測員工素質(zhì)，煤業(yè)公司與北京龍軟科技有限公司合作，研究開發(fā)了“地測及防治水工作動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)”。實(shí)現(xiàn)地質(zhì)、防治水、測量、儲(chǔ)量、鉆探工程等相關(guān)圖紙、文檔、報(bào)表、臺(tái)帳及地測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸和規(guī)范化管理；實(shí)現(xiàn)地測及防治水圖紙?jiān)诰€瀏覽、查看、量測；實(shí)現(xiàn)地測及防治水等資料全文檢索、瀏覽及下載。到2011年底，煤業(yè)公司所屬各礦（除魯各莊礦、宋家營籌備處外）已全部投入使用。

2012年，錢家營礦業(yè)公司與東北大學(xué)合作，完成了“基于井上下三維集成模型開采沉陷智能預(yù)測技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目，并在錢家營礦業(yè)分公司開始推廣應(yīng)用。

2014年，開灤集團(tuán)煤業(yè)分公司與北京龍軟公司合作，研發(fā)了“煤礦掘進(jìn)施工在 線監(jiān)測系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要是采用脈沖法激光測距技術(shù)、在線遙測技術(shù)、基于地測空間管理信息系統(tǒng)和WebGIS的專題圖形發(fā)布與管理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井下掘進(jìn)工程施工中測距與定位指向、地測空間管理信息系統(tǒng)與WebGIS圖形系統(tǒng)的無縫集成、工作面危險(xiǎn)源超前動(dòng)態(tài)預(yù)警和管理等功能。